膜タンパク質とは？

膜タンパク質は、細胞膜の二重層構造を構成するリン脂質に埋め込まれたタンパク質です。 膜タンパク質は、細胞の適切な機能に不可欠な特定のタスクを実行します。 これらには、細胞内外への分子とイオンの輸送、信号経路の開始、細胞を他の細胞に認識可能にすることが含まれます。 膜タンパク質には主に2つのタイプがあります：末梢性および統合性。

末梢膜タンパク質は、細胞膜の片側、外表面または内壁に埋め込まれています。 内在性膜タンパク質は細胞膜内に埋め込まれ、細胞または外部環境に投影されます。 細胞の外表面から細胞の内表面まで、細胞膜全体に広がる膜タンパク質は、膜貫通タンパク質と呼ばれます。

細胞膜の外表面に存在する末梢膜タンパク質は、他の細胞によって放出される分子と相互作用します。 細胞シグナル伝達と呼ばれるプロセスを通じて、1つの細胞は化学メッセンジャーを放出することで別の細胞と通信できます。 メッセンジャーは、外部末梢膜タンパク質によって認識されます。

細胞膜の内面に位置する末梢膜タンパク質は、細胞の足場の基盤を提供します。 これらには、細胞骨格タンパク質のアクチンとスペクトリンが含まれます。 プロテインキナーゼCと呼ばれる酵素は、もう一つの内周膜タンパク質です。 細胞内のシグナル伝達経路を開始します。

末梢膜タンパク質は、細胞膜の非極性領域と相互作用しません。 代わりに、リン脂質の極性領域とタンパク質の極性領域間の相互作用を介して細胞膜に結合します。 多くの末梢膜タンパク質は、内在性膜タンパク質にも結合します。

内在性膜タンパク質は、分子を外部環境から細胞内部に輸送します。 分子を自由に輸送できるものもあれば、分子を輸送するためにエネルギーを必要とするものもあります。 内在性膜タンパク質は、特定の分子の受容体および特定の代謝経路の酵素としても機能します。

内在性膜タンパク質のアミノ酸鎖は、細胞膜を1回通過するか、細胞膜を複数回出入りすることができます。 それらには非極性側鎖が含まれており、リン脂質の脂肪酸鎖と相互作用することができます。 この相互作用により、内在性膜タンパク質が細胞膜にしっかりと保持されます。 内在性膜タンパク質には、細胞または外部環境に広がる極性領域もあります。